W3 - HC1 Fysiologie van het bot

Question 1

Wat zijn de functies van het bot?

Answer 1

• Mechanisch: structuur, beweging en bescherming
• Synthetisch: vorming bloedcellen en cellen van het afweersysteem
• Metabool: opslag van mineralen, groeifactoren en endocrien orgaan

Question 2

Waar bestaat het bot uit?

Answer 2

Botmatrix:
- Mineraal: hydroxyapatiet (Ca10(PO4)6(OH)2) 60%
- Extracellulaire eiwitmatrix (ECM, osteoid) 30%:
Collageen type 1, niet collagene eiwitten: bio-acteive eiwitten (groeifactoren).
- Bloedvaten 8% en cellen 2%

Question 3

Hoe is de botvorming?

Answer 3

Komen vanuit mesenchymale stamcellijn, ontwikkelen tot osteoblast (botvormende cel), deze kan door ontwikkelen tot osteocyt, doodgaan of als een lining cel tot aan de rand van het bot blijven (kan ook nog osteocyt worden).

Mesenchymale stamcel > pre-osteoblast > osteoblast > osteoid (matrix) vorming > mineralisatie osteoid (lining cell en osteocyt).

Question 4

Wat doet osteoblasten?

Answer 4

4-6% van de botcellen
Maakt de bot eiwitmatrix en reguleert de mineralisatie (verkalking).

In rust zijn ze lining cell en als ze actief zijn geweest zijn ze een osteocyt en liggen ze ingebed in eigen geproduceerde matrix.

Question 5

Wat doen osteocyten?

Answer 5

90-95% van de botcellen

• Sensor van mechanische belasting (via canaliculi): belasting is essentieel voor gezond bot & immobilisatie: leidt tot dood van osteocyten.
• Reguleert de botombouw: RANKL (stimulatie botafbraak) & sclerostine (remmer botvorming).
• Reguleert fosfaat homeostase: productie FGF23 (stimuleert fosfaat uitscheiding nier).

Question 6

Hoe wordt bot afgebroken?

Answer 6

Osteoclast uit hematopoetische stamcel > monocyt > pre-osteoclast > fusie (meerdere cellen worden er 1) tot osteoclast.

Question 7

Wat doet een osteoclast?

Answer 7

Grote cel met veel kernen: hechten aan botmatrix, lost calcium op en breekt botmatrix af (resorptie).

Zorgt voor een afgesloten compartiment produceert via protonen HCL (verzuring) om zo het harde bot op te lossen onder assistentie van enzymen die de matrix afbreekt.

Zo resorbeert oesteoclast het bot. Zo kan er lokaal een sterke zuurte graad gemaakt worden zonder verspreiding lichaam (dodelijk).

Question 8

Hoe wordt de osteoclast vorming gereguleerd?

Answer 8

d.m.v. RANKL, RANK en OPG systeem
- Receptor: RANK
- Ligand: RANKL
- Decoy receptor: OPG

Question 9

Waar zit RANK?

Answer 9

Op de pre-osteoclasten

Question 10

Wie produceren RANKL?

Answer 10

Osteoblasten

Question 11

Waardoor ontstaat fusie?

Question 12

Wat is de functie van decoy receptor?

Answer 12

OPG is een rondzwemmende RANK, als RANK bindt aan OPG kan het niet meer binden aan RANK op osteoclast dus geen verdere fusie en dus ook geen resorptie en kan het gat dat geproduceerd worden weer dicht gemaakt worden.

Question 13

Wat is het verschil in botvorming en botafbraak?

Answer 13

• Botvorming: mesenchymale stamcel > osteoblast > osteocyt
• Botafbraak: hematopoeteische stamcel > osteoclast

Question 14

Wat gebeurt er bij ouder worden?

Answer 14

Vervetting en minder osteoblast vorming vanuit de mesenchymale stamcellen.

Meer adipocyten dan osteoblasten, jongere leeftijd andersom

Question 15

Waaruit is het bot opgebouwd?

Answer 15

Epifyse, metafyse en diafyse
Het meer sponsachtige bot is trabeculaire bot. Het meer compacte bot is het corticale bot.

Periosteum buitenzijde en binnenzijde endostium.

Question 16

Wat is trabeculair bot?

Answer 16

Sponsachtig netwerk van fijne botbalkjes en -platen (trabekels) > efficientere verdeling van belastingskrachten.

20% van de botmassa, hoge ombouw (20-30% per jaar), met name aan uiteinden van botten en essentiele functie: sterkte & elasticiteit en mineraal metabolisme (bij deficientie).

Question 17

Wat is corticaal bot?

Answer 17

Dichte buitenkant van compact bot en bepaalt de vorm van het bot.

80% van botmassa, ombouwactiviteit 2-3% per jaar met essentiële functies zoals: verzorgt biomechanische sterkte, aanhechtingsplaats voor pezen en spieren & bescherming van beenmerg met daarin stamcellen.

Question 18

Wat zijn Haverse systemen?

Answer 18

In corticaal bot waar bloedvaten lopen. Dit zijn lagen van bot met een centraal kanaal voor de bloedvaten die samen een osteon vormen.

In trabeculaire bot krijgen cellen hun zuurstof vanuit canaliculi.

Question 19

Wat is het periosteum?

Answer 19

• Buitenkant van botweefsel (corticaal bot).
• Dubbellaags: buitenste laag: bindweefsel en collageen & binnenste laag: cellen MSC’s.
• Voorzien van zenuwvezels, bloedvaten en lymfevaten.
• Diktegroei van het bot.
• Zorgen voor peesverbindingen (aanhechting spier aan bot).

Question 20

Wat is endosteum?

Answer 20

• Binnenkant botweefsel, bekleedt de mergholte, binnenkant Haverse kanalen en trabeculair bot.
• Enkellaags: MSC’s en collageen vezels.
• Rol in groei en ontwikkeling van bot.

Question 21

Welke vormen botvorming bestaan er?

Answer 21

• Endochondrale botvorming (vervanging kraakbeen voor bot, in bijna alle botten).
  MSCs > chondrocyten > kraakbeenmatrix.
• Mesenchymale botvorming: direct vanuit mesenchymale stamcellen > bot bij vorming schedel en clavicula.

Question 22

Waar bevindt het primair ossificatie centrum?

Answer 22

In diafyse.

Hierna komen de bloedvaten die voeren de osteoclasten aan, die resorberen vervolgens waarna een holte ontstaat > trabeculair en corticaal bot.

Question 23

Waar bevindt het secundair ossificatie centrum?

Answer 23

In epifyse
(kraakbeen > bot)

Stopt tot dat de buitenzijde totaal verhard zijn, dan zullen de groeischijven sluiten.

Question 24

Wat gebeurt er zodra de groeischrijf ook verbeend is?

Answer 24

Stopt de lengte groei van het bot

Question 25

Wat gebeurt er bij intramembaneuze botvorming?

Answer 25

Mesenchymale cellen produceren osteoblasten die weer ECM uitscheiden die osteoid vormen, dit wordt vervolgens gemineraliseerd doordat er calciumfosfaat op gezet wordt > bot.

Question 26

Hoe heet de groei in de dikte genoemd?

Answer 26

Appositionele groei: afbraak van binnenin en opbouw aan de buitenkant.

Question 27

Hoe werkt de botstofwisseling.

Answer 27

Groei ‘modeling’: voorafgaand aan het sluiten van groeischrijven. Botafbraak en botvorming zijn fysiek gescheiden.

Reparatie ‘remoddeling’: gehele leven (5-10% van skelet per jaar). Botafbraak en botvorming in hetzelfde gebied, kleine reparaties. Bone remodeling unit (BMU) is de plek waar dit gebeurt.

Bot remoddeling zorgt ook voor balans tussen botvorming en resorptie zo houdt je je botten gezond en sterk.

Question 28

Hoe werkt BMU?

Answer 28

• Resorptie: osteoclast heeft het bot al weggegeten.
• Tijdelijke ontkoppeling: kubusvorming en bot is al gemaakt.
• Rustfase: waarbij er nog osteoblasten als liningcells aanwezig zijn.
• Bot wat eerder geresorbeer dis wordt weer opnieuw opgebouwd, dit duurt 6-9 maanden.

Question 29

Wat remt/stimuleert de osteoclast/osteoblast activiteit & wat is het effect hiervan?

Answer 29

• RANKL stimuleert osteoclast
• Sclerostine remt de osteoblast activiteit
  Beide leiden tot minder botvorming.

Question 30

Wat gebeurt er bij osteoporose?

Answer 30

Toegenomen activatie van BMUs maar: onvolledig vulling van resorptie lacune, perforatie van trabekels en verlies van structuur.

Met name trabeculair doordat dat een grotere ombouw heeft en dus een groter effect.

Question 31

Hoe heet een disbalans die leidt tot meer botombouw dan botafbraak?

Answer 31

Verlaagde sclerostine expressie (genetsich) in osteocyten.
= Sclerosteosis/Van Buchem syndroom.

Question 32

Wat doet mechanische belasting met bot?

Answer 32

Verlaagde sclerostine expressie in osteocyten

Question 33

Wat gebeurt er indien je je botten minder gebruikt?

Answer 33

Meer botafbraak

Question 34

Wat gebeurt er tijdens veroudering met bot?

Answer 34

Grotere diameter maar minder dik.
Botvorming aan de buitenzijde om verlies aan binnenzijde te compenseren. Hierdoor is er een groter oppervlakte beschikbaar voor resorptie > corticale porositeit (gaten in cortex).

Question 35

Welke factoren hebben invloed op bot?

Answer 35

• Hormonen
• Cytokines van immuunsysteem
• Productie en opslag van groeifactoren
• Sympatisch zenuwstelsel
• Immuunsysteem